Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для термической обработки осадка сточных вод предприятий аграрно-промышленного комплекса

Предлагаемое изобретение относится к области обезвоживания осадков, активного ила или отстоя промышленных и бытовых сточных вод и может быть использовано в водоснабжении и канализации.

Известно устройство для сушки осадка, активного ила или промышленных и бытовых сточных вод, включающее сушилку, полость которой разделена на две секции, снабженную бесконечной транспортерной фильтрующей лентой, последовательно проходящей через ее секции. Каждая секция сообщена по тракту сушильного воздуха с автономным блоком сушки-подогрева сушильного воздуха, при этом каждый автономный блок сушки-подогрева сушильного воздуха содержит воздухоподогреватель, конденсатор и циркуляционный вентилятор между ними. Причем воздухоподогреватель второй секции сообщен с конденсатором первой секции через циркуляционный водяной контур с циркуляционным насосом с возможностью получения тепловой энергии для сушки во второй секции путем использования скрытой теплоты парообразования из первой секции [Патент РФ №2446371, МПК F26B 17/02, F27B 15/02, 2011].

Основными недостатками известного устройства являются сложная конструкция и недостаточно высокая температура осушительного агента-воздуха, что снижает эффективность сушки.

Более близким к предлагаемому изобретению является устройство для очистки и утилизации дымовых газов с получением метана, включающее транзитный газоход, разветвленный на резервный газоход с шибером, соединенный с дымовой трубой и рабочий газоход с шибером, соединенный последовательно с теплообменником и поглотительной (осушительной) башней, внутри которой сверху вниз устроены наклонные решетчатые перегородки с проемом в виде сегмента в свой нижней части, направление уклона которых поочередно меняется в противоположные стороны, причем поглотительная башня в своей верхней части снабжена патрубком подачи сырого осадка, размещенным на входе в первую сверху наклонную решетчатую перегородку и встроенным в верхнюю крышку патрубком вывода обработанных газов, соединенным с обратным рабочим газоходом, а в своей нижней части снабжена патрубками подачи исходного газа и насыщенного сырого осадка, соответственно, при этом обратный рабочий газоход соединен также с промывочной башней, в верхней части которой помещен распределитель жидкости, соединенный с трубопроводом сырой воды, а нижняя часть ее соединена трубопроводом с отстойником, верхняя часть которого сообщается с трубопроводом грязной воды, а нижняя часть соединена с трубопроводом насыщенного сырого осадка, который, в свою очередь соединен с метантенком [Патент РФ №2371239, МПК B01D 53/14, 53/62, 53/75, 53/76, 2009].

Основным недостатком известного устройства является отсутствие оборудования для регулирования и снижения температуры дымовых газов, сложность очистки решетчатых перегородок поглотительной башни от налипшего осадка и неравномерность его распределения на их поверхности, что снижает его эффективность.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности устройства для термической обработки осадка сточных вод предприятий аграрно-промышленного комплекса.

Устройство для термической обработки осадка сточных вод предприятий аграрно-промышленного комплекса содержит газодувку, соединенную на всасе с газгольдером и на нагнетании с инжекционной горелкой, нагнетательная труба которой соединена с раструбом газовоздушного эжектора, нагнетательная труба которого, в свою очередь, соединена с низом осушительной башни, представлящей собой цилиндрическую колонну, внутри которой сверху-вниз устроены поперечные наклонные решетчатые перегородки с проемом в виде сегмента в своей нижней части, направление уклона которых поочередно меняется и которые в верхней точке уклона соединены со стенкой башни, с возможностью изменения уклона, при помощи поворотника, состоящего из проушины, прикрепленной к решетке перегородки, помещенной между двумя проушинами, прикрепленными к внутренней стенке башни, через отверстия которых пропущен опорный болт, а в двух крайних нижних точках решетчатые перегородки опираются на опоры, состоящие из упругих элементов, установленных на пятки, прикрепленные к внутренней стенке башни, причем осушительная башня в своей верхней части снабжена патрубком подачи обезвоженного осадка, размещенного на входе в первую сверху решетчатую перегородку и патрубком вывода увлажненной газовоздушной смеси, а в своей нижней части снабжена патрубком подачи горячей газовоздушной смеси, соединенным с нагнетательной трубой газовоздушного эжектора и патрубком вывода сухого осадка, при этом патрубок вывода увлажненной газовоздушной смеси соединен с пластинчатым теплообменником, снабженным поддоном для сбора конденсата и выполненным из коррозионностойкого материала.

Устройство для термической обработки осадка сточных вод предприятий аграрно-промышленного комплекса (УТОСВАПК) изображено на фиг. 1-6 (фиг. 1 - принципиальная схема устройства, фиг. 2 - разрез осушительной колонны, фиг. 3-6 - узлы крепления решетчатой перегородки).

УТОСВАПК содержит газодувку 1, соединенную на всасе с газгольдером (на фиг. 1, 2 не показан) и на нагнетании с инжекционной горелкой 2, нагнетательная труба которой соединена с раструбом газовоздушного эжектора 3, нагнетательная труба которого, в свою очередь, соединена с низом осушительной башни 4. Осушительная башня 4 представляет собой цилиндрическую колонну, внутри которой сверху-вниз устроены поперечные наклонные решетчатые перегородки 5 с проемом 6 в виде сегмента в своей нижней части, направление уклона которых поочередно меняется и которые в верхней точке уклона соединены со стенкой башни 4, с возможностью изменения уклона, при помощи поворотника 7 состоящего из проушины 8, прикрепленной к решетке перегородки 5, помещенной между двумя проушинами 9, прикрепленными к внутренней стенке башни 4, через отверстия которых пропущен опорный болт 10, а в двух крайних нижних точках решетчатые перегородки 4 опираются на опоры 11, состоящие из упругих элементов 12, уложенных на пятки 13, прикрепленные к внутренней стенке башни 4. Осушительная башня 4 в своей верхней части снабжена патрубком подачи обезвоженного осадка 14, размещенным на входе в первую сверху решетчатую перегородку 5 и патрубком вывода увлажненной газовоздушной смеси 15, а в своей нижней части снабжена патрубком подачи горячей газовоздушной смеси 16, соединенным с нагнетательной трубой газовоздушного эжектора 3 и патрубком вывода сухого осадка 17. Патрубок вывода увлажненной газовоздушной смеси 15 соединен с пластинчатым теплообменником 18, снабженным поддоном 19 для сбора конденсата и выполненным из коррозионностойкого материала.

Термическая обработка осадка осуществляется в предлагаемом устройстве следующим образом.

Биогаз из газгольдера (на фиг. 1, 2 не показан), количество которого обусловлено производительностью устройства, поступает в газодувку 1, где сжимается до давления P₁, после чего подается в инжекционную горелку 2, где происходит его сжигание и образовавщиеся дымовые газы под некоторым избыточным давлением Р₂, поступают в газовоздушный эжектор 3. В эжекторе 3 происходит смешение дымовых газов с наружным воздухом с образованием газовоздушной смеси с температурой (500-550)°С, которая под некоторым избыточным давлением Р₃ через патрубок 16 поступает в низ осушительной башни 4. В башне 4, газовоздушная смесь двигается снизу вверх, контактируют в противотоке с влажным осадком, поступающим через патрубок 14 и сползающим с одной перегородки 5 на другую под действием силы тяжести и угла наклона (наклон перегородок 5 равен углу естественного откоса влажного осадка и определяется экспериментально для конкретного вида осадка), проходя через щели в перегородках 5. При этом, из-за наличия упругих элементов 12 в составе опор 11 и возможности поворота из-за поворотника 7, при падении осадка с одной перегородки 5 на другую, происходит их вибрация, в результате которой происходит более равномерное распределение осадка на поверхности перегородок 5 и интенсификация процесса тепломассообмена. В результате многократного контакта газовоздушной смеси и частиц влажного осадка, вибрации перегородок 5, газовоздушная смесь охлаждается и освобождается от оксидов азота, диоксида углерода, капель конденсата и увлажняется, после чего поступает через патрубок 15 в теплообменник 18, а влажный осадок насыщается этими элементами в результате процессов абсорбции, адсорбции и хемосорбции, которые протекают при этом с компонентами осадка (водой, частицами белков, жирами, песком, глиной и.д.), освобождается от остатков воды, высушивается и выводится через патрубок 17. В теплообменнике 18 очищенная и охлажденная газовоздушная смесь дополнительно охлаждается с конденсацией водяных паров, очищаясь при этом от частиц сырого осадка и других примесей, уносимых из башни 4, которые оседают в поддоне 19, и выводится в атмосферу, а конденсат, представляющий собой грязевую смесь, обогащенный также оксидами азота, серы и углерода стекает по самотечному трубопроводу в приемник сточных вод (на фиг. 1, 2 не показан).

Таким образом, устройство для термической обработки осадка сточных вод предприятий аграрно-промышленного комплекса обеспечивает возможность регулирования и снижения температуры дымовых газов путем использования инжекционных горелок и смесительного эжектора, а конструкция решетчатых перегородок снижает скорость налипания осадка и улучшает равномерность его распределения на их поверхности, что повышает эффективность работы устройства.